Fiabilidad | Mantenimiento

Cómo enfocar la digitalización en el ámbito de la fiabilidad

En este artículo observamos cómo debemos entender la digitalización en el ámbito de la fiabilidad, a través de nuevas técnicas digitales para mejorar la eficacia y eficiencia.

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Imagen del artículo Cómo enfocar la digitalización en el ámbito de la fiabilidad

Rafael Casenave Lee

Senior Technical Advisor Fiabilidad en Repsol

1. EL MOMENTO DE LA DIGITALIZACIÓN EN FIABILIDAD

Debemos entender la digitalización en la industria como la utilización de nuevas técnicas digitales que aportan nuevos métodos de trabajo para mejorar la eficacia y eficiencia de las actividades, transformando los procesos del modelo de negocio.

En el entorno de la cuarta revolución industrial en el que estamos inmersos, la digitalización se está imponiendo firmemente en todas las áreas de actividad de la empresa que aportan a la cadena de valor del negocio. Esto es así porque los elementos tecnológicos que hacen posible la digitalización, los habilitadores, están ahora disponibles de forma sostenible, es decir, han alcanzado la madurez necesaria para que puedan ser comercializados de forma extensiva a precios asequibles.

Como cabría esperar, la función, fiabilidad y mantenimiento, como función clave encargada de proporcionar la disponibilidad requerida de las instalaciones en su utilización para el plan de producción, se suma también a la digitalización. Efectivamente, los habilitadores de la digitalización, unidos a los avances disruptivos de las nuevas tecnologías en distintas especialidades, ofrecen una excelente oportunidad para continuar avanzando en la eficiencia de nuestros procesos, centrados básicamente en la preservación de la integridad de las instalaciones y en la actividad preventiva orientada a evitar las circunstancias desencadenantes de averías e incidencias.

Pero adicionalmente a lo anterior, cabe señalar que hoy en día los retos para conseguir la fiabilidad requerida de las instalaciones son mayores que antes. Estamos en un entorno dinámicamente cambiante y cada vez más demandante en el que progresivamente nos vamos poniendo en las empresas metas cada vez más altas. Aspectos como la volatilidad de los márgenes de negocio, la evolución del marco regulatorio, la mejora de las relaciones de vecindad, los desafíos de la transición energética y la protección del medioambiente están motivando la necesidad de cambios más o menos profundos en los procesos clásicos de muchos negocios. La utilización de materias primas alternativas, el reciclado de subproductos o desechos, el cambio de las fuentes de energía primaria, la fabricación de productos de menor huella de carbono e incluso la operación de instalaciones para usos alternativos pueden ser algunos ejemplos.

Lo anterior nos lleva a que, en muchos casos, los planes de integridad de las instalaciones y los programas preventivos, que han podido permanecer más o menos estáticos en el pasado, deben adaptarse a estas nuevas circunstancias. Dichos planes y programas deben ser lo suficientemente flexibles para modificarse con agilidad ante la posible aparición de nuevos mecanismos de daño que eran desconocidos hasta ahora. Por otra parte, la capacidad de inspección y monitorización de equipos e instalaciones tiene que aumentar, extendiendo el área de observación y consiguiendo mejorar la identificación temprana de signos que indiquen la presencia, presente o futura, de los mecanismos de daño que puedan dar lugar a la aparición de pérdidas de contención o averías de equipos.

La digitalización puede ayudarnos a afrontar estos nuevos desafíos aumentando la capacidad de anticipación de la actividad de fiabilidad y mantenimiento.

2. HABILITADORES DE LA DIGITALIZACIÓN

Los habilitadores son los elementos o componentes de un sistema digital que permiten gestionar grandes cantidades de datos y transformarlos en información útil.

Los sensores captan datos de todo tipo de la instalación que se transmiten al sistema mediante conexión física o de forma inalámbrica. El sistema reúne los datos en almacenes de datos (cloud, data lakes, etc) a los que pueden acceder las máquinas que realizan la computación para la transformación de datos en información utilizable.

Este proceso de generación de información útil se realiza mediante algoritmos diseñados por la denominada ciencia del dato que utiliza métodos científicos para extraer conocimiento o un mejor entendimiento de una gran cantidad de datos.

La inteligencia artificial constituye un paso adicional al otorgar la capacidad a un sistema para gestionar los datos captados, aprender de los mismos y emplear ese conocimiento para realizar tareas concretas.

La realidad virtual es un entorno de escenas u objetos generado mediante tecnología digital que crea en el usuario la sensación de estar inmerso en él. Cuando el usuario visualiza parte del mundo real a partir de un dispositivo tecnológico al que se le añade información gráfica adicional hablamos de realidad aumentada.

Por su interés como herramienta para la gestión de los programas de integridad en fiabilidad y mantenimiento, cabe citar las aplicaciones digitales “planta 3D”, que modelizan de forma georreferenciada la configuración física de las instalaciones industriales.

En su versión más evolucionada, una aplicación digital engloba los siguientes frentes de desarrollo:

Las nuevas tecnologías constituyen un apoyo complementario y determinante para elevar la utilidad de muchas iniciativas digitales.

Las herramientas de movilidad consiguen la interacción de las personas que están en la planta industrial con los sistemas, permitiendo que muchos procesos y tareas puedan realizarse en línea desde el sitio sin interrupciones para consultar o trasladar información a puntos remotos.

Mediante la utilización de vehículos autónomos no tripulados (drones, submarinos, etc) pueden capturarse grandes cantidades de datos, como imágenes visuales o termografías, en amplias extensiones y en poco tiempo, permitiendo, además, llegar a lugares de difícil acceso o utilizarlos como alternativa a la instalación de medios convencionales de alto coste.

Como variante algo más evolucionada la utilización de robots aporta la posibilidad de realizar inspecciones o tareas repetitivas en entornos restringidos para la presencia humana como espacios confinados.

Un esquema general de habilitadores y tecnologías para un caso de uso de gestión de fiabilidad podría ser el siguiente:

Los datos de parámetros mecánicos y de proceso de la planta se transmiten de forma continua. A estos datos se unen los que se obtienen de forma periódica por parte de los operadores y medios complementarios (drones, por ejemplo) almacenándose a disposición de las distintas aplicaciones digitales desplegadas. Los outputs de estas aplicaciones dan indicaciones sobre las modificaciones a efectuar en los programas de integridad y preventivo para que sean más efectivos y eficientes y recomiendan acciones sobre la operación y el mantenimiento de la planta.

3. QUÉ NOS APORTA LA TRANSFORMACIÓN DIGITAL DE LA FIABILIDAD

La digitalización debe apoyar el objetivo básico de la fiabilidad: generar valor mediante la operación segura, sostenida y eficiente de las instalaciones.

Desde el punto de vista de la integridad de los activos la digitalización nos debe permitir ser más eficaces y llegar más lejos en nuestras inspecciones:

  • Extendiendo la actividad de inspección y prevención
  • Mediante sistemas que ayuden a priorizar las actuaciones
  • Integrando información valiosa que ahora está dispersa y desagregada
  • Incorporando nuevas técnicas que involucran la gestión masiva de datos
  • Aportando    soporte    de    computación    para    transformar    datos    en información útil

En lo concerniente a la gestión de activos, durante la evolución de su madurez, se ha pasado de una concepción puramente reactiva (basada en el correctivo) de las primeras etapas hasta el momento actual en el que, podemos decir, tenemos consolidado el preventivo basado en la condición y estamos empezando a trabajar en establecer el tiempo a fallo de los activos que muestran algún síntoma de que está presente algún mecanismo de daño.

La digitalización nos debe permitir avanzar un escalón más en la gestión integral de activos: pasar de la detección del fallo (y estimación de vida hasta el fallo funcional) a la prevención efectiva del mismo mediante el control eficaz de las condiciones que lo originan (mantenimiento prescriptivo).

La digitalización de determinadas tareas de fiabilidad y mantenimiento la tenemos implantada desde hace décadas. Es el caso, por ejemplo, de la monitorización de los parámetros mecánicos y de proceso de grandes turbinas y compresores para el seguimiento de su estado de condición, los sistemas de gestión de mantenimiento asistida por ordenador, e incluso los sistemas de para medición en continuo de los espesores de tubería en determinados circuitos críticos de la planta. Estos sistemas funcionaban como elementos aislados, gestionados de manera independiente y sin ninguna conexión entre ellos.

Ahora lo que abordamos es la transformación digital de la gestión de activos. Se trata de evolucionar y mejorar las aplicaciones existentes, crear nuevas funcionalidades e integrarlas todas en una única plataforma de gestión de la salud de activos que procese todos los datos disponibles y los convierta en información útil para el técnico de fiabilidad y otros usuarios. Esto nos va a permitir cambiar la forma en la que hacemos las cosas y nuestros procesos para ganar en eficacia y eficiencia.

Un ejemplo de lo que podemos ganar en anticipación acelerando la toma de decisiones es el proceso de inspecciones programadas. Simplificando, se puede decir que el proceso contempla 7 pasos desde que el técnico de fiabilidad entrega al operador la documentación en la que se especifican las inspecciones a realizar y este mismo técnico emite las recomendaciones tras analizar los resultados de la inspección realizada. En estos pasos se incluyen los desplazamientos para recibir las instrucciones y entregar los resultados y la gestión de los permisos de trabajo necesarios para acceder a la planta.

Un sistema digitalizado integrado alberga toda la información en una única plataforma, de manera que el propio operador accede a la documentación técnica de la inspección de forma automática desde su herramienta de movilidad y los datos de las lecturas que toma durante la inspección le aparecen al técnico en el sistema en tiempo real, lo que le permite tomar decisiones de forma inmediata, por ejemplo, ampliar las zonas de inspección antes de que el operador se marche a otro lugar. Ya no hay pérdida de tiempo por desplazamientos y la gestión de permisos de trabajo puede estar integrada en el sistema. Se simplifica el proceso en tres pasos y la información está disponible on-line.

Otra oportunidad de mejora en eficacia y anticipación lo podemos ver en el programa de mantenimiento preventivo según condición. En su configuración clásica la planta se divide en áreas y se establecen una serie de rutas de comprobaciones con una programación sobre calendario.

Mediante un sistema digital que permita gestionar la monitorización en tiempo real y que nos proporcione una indicación preliminar de la salud de los activos podemos priorizar las visitas a los equipos que lo necesiten en cada momento. Ahorramos así el tiempo y trabajo que empleamos ahora en comprobar un alto porcentaje de equipos sanos con el método clásico.

4. CÓMO GESTIONAMOS EL CAMINO HACIA LA DIGITALIZACIÓN

El camino comienza desde la experiencia de usuario, al que situamos en el centro de atención, reflexionando en equipo sobre cómo debería ser el futuro ideal: que cosas deberíamos poder hacer, que información tendría que estar disponible y cómo deberíamos actuar.

Se trata de atreverse a soñar, dejando a un lado si lo que estamos planteando es una utopía o no, de si hay tecnología disponible en la actualidad, o de si existen proveedores que nos puedan aportar soluciones hoy en día.

En esta reflexión deben considerarse las necesidades y oportunidades para mejorar la gestión de la vida de los activos desde la perspectiva de la anticipación y prevención y también de la oportunidad de liberarnos de aquellas tareas tediosas o repetitivas que ocupan parte de nuestro tiempo diario.

Para todas las iniciativas que surjan se establece una primera valoración sobre el beneficio tangible o intangible que se obtendría en caso de llevarse a cabo.

La cartera de proyectos digitales se establece tras la priorización de iniciativas que deben contar con un desarrollo previo del caso de negocio en el que quede bien descrito el coste del proyecto, la proyección de beneficios en el tiempo e identificadas las necesidades de recursos digitales.

La metodología Agile para el desarrollo de proyectos digitales está ampliamente extendida entre las empresas que están abordando el camino digital. Se basa en el trabajo orientado a la obtención de un Mínimo Producto Viable (MVP) desde las primeras etapas del desarrollo del proyecto.

La metodología promueve una serie de principios entre los que cabe destacar los siguientes:

  • La mayor prioridad es satisfacer al cliente mediante la entrega temprana y continua de valor
  • Se acepta que los requisitos cambien, incluso en etapas tardías de desarrollo
  • Los procesos Ágiles aprovechan el cambio para proporcionar una ventaja competitiva al cliente

Los proyectos digitales tienen una especial singularidad porque, con ellos, se están creando soluciones innovadoras para las que se carece de referencias previas y que, por tanto, requieren de un proceso clave de conceptualización y un desarrollo en etapas iterativas de las que van a ir derivándose productos de valor creciente.

Con estas consideraciones, el recorrido de un proyecto digital puede ser el siguiente:

El final de cada una de las fases tiene un punto de espera en el que se aprueba o no el paso a la siguiente en función del balance coste – beneficio.

Para cada proyecto digital deben identificarse los retornos económicos estimados del producto a lo largo de su camino de madurez, los costes recurrentes de mantenimiento en su ciclo de vida y el coste de oportunidad que supone destinar los recursos de la empresa frente a otros proyectos.

En el entorno de cambios rápidos en el que se mueven ese tipo de proyectos y, en particular, sus habilitadores, resulta complicada hacer esta tarea con precisión, sin embargo, es algo que cualquier empresa o inversor nos va a exigir.

5. CONCLUSIONES

Los grandes desafíos que tenemos planteados en el exigente entorno actual nos están obligando a cambiar la forma de hacer las cosas en el ámbito de la fiabilidad. Esta circunstancia provoca que ahora sea un buen momento para poner en marcha la transformación digital. Algunas consultoras de referencia, como McKinsey, estiman que pueden esperarse aumentos de disponibilidad de instalaciones entre un 5 y un 15% y una reducción de costes de mantenimiento entre el 18 y 25%.

La digitalización no debe enfocarse como una moda y es más que una renovación tecnológica. La transformación digital es un cambio profundo en la forma de hacer las cosas. Más que crear una estrategia digital, se trata de adaptar la estrategia del negocio en la era digital.

Para que esta transformación digital en fiabilidad sea una realidad es necesario disponer de una plataforma global que integre todas las aplicaciones y desarrollos digitales que se vayan creando. Para ello es necesario que dichas aplicaciones y desarrollos sean compatibles entre sí en relación a estándares y protocolos de conectividad. Esto es algo que debe vigilarse, dado que las aplicaciones se van desarrollando en distintos momentos del camino digital por grupos de trabajo diferentes y con la colaboración de diversos proveedores de servicios.

la transformación digital requiere inversiones con visión de largo plazo. Aunque, efectivamente, los desarrollos deben empezar a generar beneficios desde el primer producto mínimo viable, más que buscar rentabilidades inmediatas, se trata de poner en marcha iniciativas de transformación que irán completándose en el futuro a medida que las tecnologías permitan escalados funcionales y la organización se vaya adaptando a los cambios. En este sentido, a veces la tecnología avanza más deprisa que la madurez de la organización para adaptarse a su uso, lo que provoca la frustración y el colapso de algunas iniciativas. Al final del recorrido, al cabo de unos años dispondremos de sistemas y formas de trabajo muy distintos que proporcionarán resultados rupturistas.

Las oportunidades que ofrece la transformación digital están disponibles para todos. Los beneficios potenciales son enormes y la única incertidumbre que podemos tener es en relación al tiempo que podemos necesitar para llegar a la madurez de los desarrollos.

El camino es largo, requiere el impulso decidido de la dirección e involucra a toda la organización de las empresas. Lo que sí parece seguro es que el coste para los que no entren en la transformación digital será muy alto en el medio y largo plazo.

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